RU2288798C1 - Cylindrical articles producing apparatus - Google Patents

Abstract

FIELD: plastic metal working, namely manufacture of thin-wall cylindrical articles.

SUBSTANCE: apparatus includes stripper and calibration mandrel mounted in base. Upper surface of base turned to stripper has flat portion with layer of talc and three wedge cross section sectors with the same height of their wedges and with apex angle of each wedge no more than ~1°. Stripper is in the form of nut whose face turned to base includes three wedge cross section sectors with the same height of wedges and with apex angle of each wedge no more than ~ 1°. Height of wedges of base is equal to height of wedges of stripper. Calibration mandrel also includes preset-thickness layer of talc.

EFFECT: enlarged manufacturing possibilities, enhanced efficiency of process and high quality of articles.

3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в авиаприборо- и машиностроении.The present invention relates to the field of metallurgy and can be used in aircraft instrument and mechanical engineering.

Известно устройство для изготовления многослойных изделий втулочного типа, принятое в качестве аналога [1].A device for the manufacture of multilayer products of the sleeve type, adopted as an analogue [1].

Известное устройство содержит дорн, установленный в нижней плите, и жестко связанную с последней верхнюю плиту, несущую матрицу и закрепленный на приводной плите полый пуансон, соосный дорну и матрице. Дорн снабжен калибрующей ступенью, выполненной в виде цилиндра.The known device comprises a mandrel installed in the bottom plate, and a top plate rigidly connected to the latter, carrying a matrix and a hollow punch fixed to the drive plate, coaxial to the mandrel and matrix. The dorn is equipped with a calibrating step made in the form of a cylinder.

Недостаток известного устройства состоит в том, что оно не содержит конструктивных элементов, обеспечивающих возможность совмещения операций термической обработки и калибровки, поскольку известное устройство предназначено для изделий, допускающих по техническим требованиям раздельное выполнение операций термической обработки и калибровки. Поэтому применение известного устройства для выполнения совмещенных операций термической обработки и калибровки может приводить к сварке поверхностей изделия и устройства в отдельных местах плотного прилегания.A disadvantage of the known device is that it does not contain structural elements that provide the possibility of combining the operations of heat treatment and calibration, since the known device is intended for products that allow the technical requirements of separate execution of the operations of heat treatment and calibration. Therefore, the use of a known device for performing combined operations of heat treatment and calibration can lead to welding of the surfaces of the product and device in separate places of tight fit.

Известно устройство для изготовления металлических труб с продольным сварным швом, описанное в [2]. Данное устройство принято в качестве прототипа.A device for the manufacture of metal pipes with a longitudinal weld, described in [2]. This device is adopted as a prototype.

Известное устройство содержит ролики для формовки, инструмент в виде круглого калибра, на котором совмещают кромки перед сваркой, тянущее устройство, волочильную камеру для обжимки и второе тянущее устройство.The known device contains rollers for molding, a tool in the form of a round gauge, on which the edges are combined before welding, a pulling device, a drawing chamber for crimping and a second pulling device.

Недостаток известного устройства заключается в том, что область его применения ограничена, т.к., во-первых, калибр не содержит изолирующего слоя и по этой причине не может быть использован для операций термической обработки и калибровки после гибки и сварки заготовки, т.к вследствие высокотемпературного нагрева в процессе термической обработки или калибровки возможен эффект "схватывания" деталей в местах касания изделия с технологической оснасткой. Во-вторых, применение тянущего устройства (съемника) для снятия с калибра обуславливает необходимость захватить и удерживать изделие, что деформирует тонкостенные изделия и снижает качество обработки его поверхности за счет надиров и царапин.A disadvantage of the known device is that its scope is limited, because, firstly, the caliber does not contain an insulating layer and for this reason cannot be used for heat treatment and calibration operations after bending and welding the workpiece, because due to high-temperature heating during heat treatment or calibration, the effect of "setting" of parts at the points of contact of the product with technological equipment is possible. Secondly, the use of a pulling device (stripper) for removal from the caliber necessitates grabbing and holding the product, which deforms thin-walled products and reduces the quality of surface treatment due to nadir and scratches.

Основной задачей предлагаемого изобретения является создание устройства для изготовления тонкостенных цилиндрических изделий (экранов) из прецизионных никелевых сплавов с заданными геометрическими размерами и физико-механическими свойствами. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в расширении области его применения, повышении качества и снижении трудоемкости при изготовлении тонкостенных цилиндрических изделий (экранов) из прецизионных цикелевых сплавов.The main objective of the invention is the creation of a device for the manufacture of thin-walled cylindrical products (screens) from precision nickel alloys with predetermined geometric dimensions and physico-mechanical properties. The technical result of the invention consists in expanding its scope, improving quality and reducing the complexity in the manufacture of thin-walled cylindrical products (screens) from precision cyclic alloys.

Указанный результат достигается тем, что в устройстве для изготовления цилиндрических изделий, включающем основание, съемник и калибрующую оправку, установленную на основании, верхняя поверхность основания, обращенная к съемнику, содержит плоский участок со сдоем вожженого талька толщиной до ~25 мкм и три сектора клиновидного сечения с равной высотой клиньев и с углом при вершине каждого клина, не превышающим ~1°, при этом съемник выполнен в виде гайки, у которой поверхность, обращенная к основанию, содержит три сектора клиновидного сечения с равной высотой клиньев и с углом φ при вершине каждого клина, не превышающим ~1°, причем высота клиньев h_о основания равна высоте клиньев h_с съемника, а калибрующая оправка содержит слой вожженого талька толщиной до ~25 мкм.This result is achieved in that in a device for the manufacture of cylindrical products, including a base, a puller and a calibrating mandrel mounted on the base, the upper surface of the base facing the puller contains a flat section with annealed burnt talcum powder up to ~ 25 μm thick and three wedge-shaped sectors with equal height of the wedges and with an angle at the apex of each wedge not exceeding ~ 1 °, the puller is made in the form of a nut, in which the surface facing the base contains three sectors of a wedge-shaped section I with equal height of the wedges and with an angle φ at the top of each wedge not exceeding ~ 1 °, the height of the wedges h _{on the} base equal to the height of the wedges h _{from the} puller, and the calibrating mandrel contains a layer of burnt talc up to ~ 25 μm thick.

Общий вид устройства изображен на фиг.1 -3.A general view of the device is shown in figures 1-3.

Устройство содержит основание 1, кольцевой съемник 2, калибрующую оправку 3. Поверхность основания 1, обращенная к съемнику, содержит плоский участок со слоем вожженого талька 4 толщиной до ~25 мкм и три сектора 5 клиновидного сечения с равной высотой у всех клиньев h_о. Кольцевой съемник 2 выполнен в виде гайки и содержит на поверхности, обращенной к основанию 1, три сектора 6 клиновидного сечения с равной высотой у всех клиньев h_с. В конструкции устройства клиновидные сектора основания 1 и съемника 2 образуют три пары взаимодействующих секторов с равной высотой клиньев, такой, что h_o=h_с. Угол φ при вершине клиньев как для секторов основания, так и для секторов съемника также одинаков и не превышает величины ~1°. Калибрующая оправка 3 запрессована в отверстие основания 1. Цилиндрическая поверхность калибрующей оправки 3 содержит слой талька 7 толщиной до ~25 мкм на длину, определяемую размером калибруемого изделия 8 и высотой кольцевого съемника 2.The device comprises a base 1, an annular puller 2, a calibrating mandrel 3. The surface of the base 1 facing the puller contains a flat section with a layer of burnt talcum 4 up to ~ 25 μm thick and three wedge-shaped sectors 5 with equal height for all wedges h _о . The ring puller 2 is made in the form of a nut and contains on the surface facing the base 1, three sectors 6 of a wedge-shaped cross section with an equal height for all wedges h _c . In the design of the device, the wedge-shaped sectors of the base 1 and puller 2 form three pairs of interacting sectors with an equal height of wedges, such that h _o = h _c . The angle φ at the top of the wedges for the base sectors and for the puller sectors is also the same and does not exceed ~ 1 °. The calibrating mandrel 3 is pressed into the hole of the base 1. The cylindrical surface of the calibrating mandrel 3 contains a layer of talc 7 with a thickness of up to ~ 25 μm by a length determined by the size of the calibrated product 8 and the height of the ring puller 2.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Предварительно на цилиндрическую поверхность калибрующей оправки 3 на всю ее длину, за исключением запрессованной части, вжигался слой талька 7 для предотвращения возможного "схватывания" контактирующих поверхностей оправки и изделия в процессе термической обработки и калибровки при высокотемпературном нагреве. С аналогичной целью слой талька вжигался на плоский участок 4 основания 1 между секторами 5, поскольку они также контактируют при высокотемпературном нагреве со съемником 2. Толщина слоя талька экспериментально подобрана таким образом, чтобы обеспечить возможность многократного использования устройства без нарушения изолирующего эффекта между контактирующими поверхностями (соответственно, между оправкой 3 и изделием 8 и между основанием 1 и съемником 2). При проведении совмещенной операции термической обработки и калибровки кольцевой съемник 2 устанавливали на поверхность основания 1 таким образом, чтобы его сектора 6 были размещены над плоским участком 4 основания 1, т.е. клиновидные сектора основания 1 и съемника 2 образуют три пары взаимодействующих секторов (три сектора на основании 1 и три сектора на съемнике 2 с равной высотой и равным углом при вершине клина). Наличие трех пар одинаковых клиновидных секторов обеспечивало взаимное контактирование основания 1 и съемника 2 по трем точкам, исключающим перекос (и покачивание) из-за возможного зазора. После чего на оправку 3 надевали на сварное изделие 8 до касания его торца с поверхностью съемника 2. Строго говоря, слой талька необходим и на поверхности съемника 2 в месте касания торца изделия 8. Однако, как показывает практика, из-за деформаций изделий (экрана), возникших при его гибке, плотного и полного прилегания торца изделия 8 к поверхности съемника 2 не происходит, и соответственно, эффект "схватывания" не наблюдается. Собранный узел устанавливали в печь и проводили режим, по окончании которого остывший узел вынимали из печи и устанавливали на монтажно-сборочном столе. Фиксировали основание 1, а съемник 2 вращали относительно основания 1 (по часовой стрелке). При вращении съемника вначале выбирался зазор между съемником и основанием 1, а затем происходило касание плоскостей клиновидных секторов 5 и 6, после чего одновременно с вращением происходило вертикальное перемещение съемника 2, который выталкивал изделие 8 с оправки 3. Наличие трех пар взаимодействующих секторов с равной высотой клиньев и равным углом при вершине клиньев исключает возможные перекосы съемника 2 относительно основания 1 и оправки 3, что позволяет создать равномерное давление на весь торец изделия 8 и исключить деформацию тонкостенных изделий в момент трогания и отрыва изделия 8 от оправки 3 при вращении съемника 2. Кроме того, в этот момент обеспечивается строго вертикальный подъем изделия 8 вдоль оправки 1, снижающий вероятность получения царапин на его внутренней поверхности. Максимальная высота подъема съемника 2 с изделием 8 ограничивается величиной угла φ при вершине клина в ~1°, достаточной, с одной стороны, чтобы на несколько микрон (как правило, на ~5-20 мкм) стронуть изделие с места после высокотемпературного нагрева, а с другой стороны, чтобы предотвратить неконтролируемое образование рисок и царапин на внутренней поверхности изделия 8 при возможном плотном контакте частиц слоя талька 7 с поверхностью изделия 8.Previously, on the cylindrical surface of the calibrating mandrel 3 for its entire length, with the exception of the pressed part, a layer of talcum powder 7 was burned to prevent possible contacting of the contacting surfaces of the mandrel and the product during heat treatment and calibration during high-temperature heating. For a similar purpose, the talc layer was burned onto a flat section 4 of the base 1 between sectors 5, since they also come into contact with a puller 2 during high-temperature heating. The thickness of the talc layer was experimentally selected so that the device can be reused without disturbing the insulating effect between the contacting surfaces (respectively , between the mandrel 3 and the product 8 and between the base 1 and the puller 2). When conducting a combined operation of heat treatment and calibration, an annular puller 2 was installed on the surface of the base 1 so that its sectors 6 were placed above the flat section 4 of the base 1, i.e. the wedge-shaped sectors of the base 1 and puller 2 form three pairs of interacting sectors (three sectors on the base 1 and three sectors on the puller 2 with equal height and equal angle at the top of the wedge). The presence of three pairs of identical wedge-shaped sectors provided mutual contact of the base 1 and the puller 2 at three points, eliminating the skew (and swaying) due to a possible gap. After that, the mandrel 3 was put on the welded product 8 until its end touched the surface of the puller 2. Strictly speaking, the talc layer is necessary on the surface of the puller 2 at the point of contact of the end of the product 8. However, as practice shows, due to deformation of the products (screen ) arising during its bending, a tight and full fit of the end face of the product 8 to the surface of the puller 2 does not occur, and accordingly, the effect of "setting" is not observed. The assembled unit was installed in the furnace and a mode was carried out, at the end of which the cooled unit was removed from the furnace and installed on the assembly and assembly table. The base 1 was fixed, and the puller 2 was rotated relative to the base 1 (clockwise). When the puller was rotating, the gap between the puller and the base 1 was first selected, and then the planes of the wedge-shaped sectors 5 and 6 were touched, after which, simultaneously with the rotation, the puller 2 moved vertically, which pushed the product 8 from the mandrel 3. The presence of three pairs of interacting sectors with equal height wedges and equal angles at the top of the wedges eliminates possible misalignment of the puller 2 relative to the base 1 and the mandrel 3, which allows you to create uniform pressure on the entire end of the product 8 and to exclude deformation then walled products at the moment of moving away and tearing the product 8 from the mandrel 3 during rotation of the puller 2. In addition, at this moment, a strictly vertical lifting of the product 8 along the mandrel 1 is provided, which reduces the likelihood of scratches on its inner surface. The maximum lifting height of the puller 2 with the product 8 is limited by the angle φ at the tip of the wedge of ~ 1 °, sufficient, on the one hand, to move the product a few microns (usually ~ 5-20 microns) after high-temperature heating, and on the other hand, to prevent the uncontrolled formation of scratches and scratches on the inner surface of the product 8 with possible close contact of the particles of the talcum powder layer 7 with the surface of the product 8.

Таким образом, заявленное устройство расширяет области его применения, повышает качество и снижает трудоемкость при изготовлении тонкостенных цилиндрических изделий (экранов) из прецизионных никелевых сплавов.Thus, the claimed device expands the scope of its application, improves the quality and reduces the complexity in the manufacture of thin-walled cylindrical products (screens) from precision nickel alloys.

Источники информацииInformation sources

1. Пат. 2091200 России, МКИ⁶ В 23 К 20/04. - №93032828/02; заявл. 23.06.93; опубл. 27.09.97, Бюл. №27.1. Pat. 2091200 Russia, MKI ⁶ V 23 K 20/04. - No. 93032828/02; declared 06/23/93; publ. 09/27/97, Bull. Number 27.

2. Заявка 4434134 ФРГ, МКИ⁶ В 21 С 37/08. - №44341342; заявл. 24.09.94; опубл. 28.03.96.2. Application 4434134 Germany, MKI ⁶ V 21 C 37/08. - No. 44341342; declared 09/24/94; publ. 03/28/96.

Claims (1)

Устройство для изготовления цилиндрических изделий, включающее основание, съемник и калибрующую оправку, установленную на основании, отличающееся тем, что верхняя поверхность основания, обращенная к съемнику, содержит плоский участок со слоем вожженого талька толщиной до ~25 мкм и три сектора клиновидного сечения с равной высотой клиньев h_o и с углом φ при вершине каждого клина, не превышающим ~1°, при этом съемник выполнен в виде гайки, у которой поверхность, обращенная к основанию, содержит три сектора клиновидного сечения с равной высотой клиньев h_c и с, углом φ при вершине каждого клина, не превышающим ~1°, причем высота клиньев h_o основания равна высоте клиньев h_c съемника, а калибрующая оправка содержит слой вожженного талька толщиной до ~25 мкм.A device for the manufacture of cylindrical products, including a base, a puller and a calibrating mandrel mounted on the base, characterized in that the upper surface of the base facing the puller contains a flat section with a layer of burnt talc up to ~ 25 μm thick and three wedge-shaped sectors with equal height h _o and wedges with an angle φ at the apex of each wedge is not greater than about 1 °, wherein the puller is in the form of a nut, which surface facing to the base, comprises three sectors of the wedge cross-section with equal height wedges h _c and c, angle φ at the apex of each wedge is not greater than about 1 °, and the height h _o of the wedges base equal to the height h _c of wedges puller and swage vozhzhennogo comprises a layer of talc to about 25 microns thick.

Images